V2G(Vehicle to Grid)是一种将电动汽车作为储能单元,实现电网与汽车之间进行能量交换的互动技术,而双向充电机是为电动汽车蓄电池充电和向电网回馈电能的装置。与传统充电机相比,V2G充电机能实现能量的双向流动,从而达到向电网提供削峰填谷、旋转备用和电压支撑等服务的作用,因此,研究V2G车载充电机的性能对智能电网与电动汽车的互动具有一定的指导意义。V2G模式在确保充电机网侧电流正弦化的前提下,在电动汽车与电网间根据电池的充放电特性合理的进行充放电,同时随着充电功率的增大,在稳定时需要有更好的动态性能来适应负载的变化,本文选取了前级双向AC/DC变流器和后级双向DC/DC变流器的拓扑电路,并对其工作原理进行了分析和数学建模,同时介绍了锂电池充放电特性和等效电路模型。其次针对提高充电机的动态响应问题进行了分析和研究,传统的AC/DC变流器的直接功率控制(DPC)控制算法存在参数设计复杂,动态响应慢等问题,本文采用了一种电容储能外环的无差拍预测直接功率控制(P-DPC)算法,通过空间矢量调制,简化了控制器参数设计并提高了抗干扰能力,仿真分析表明:超调量降低了14.8%,调节时间减少了80ms,在负载扰动时超调量降低了2.8%,调节时间减少了20ms,输入电流总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)维持在1.65%,因此,该控制算法具有更快的动态响应速度;针对锂电池充放电特性,为了实现蓄电池三阶段充放电控制,本文对后级DC/DC变流器在不同工况下采用的电流单闭环、电压电流双闭环和电压单闭环控制进行了理论分析,并通过仿真分析验证了该算法的可行性。最后对V2G充电机充放电的多种工况进行了仿真分析,结果验证了该算法在V2G充电机系统中的可行性。最后本文搭建了一台小功率的V2G充电机的后级双向DC-DC变换器实验平台,由于电池恒流充电时,双向DC/DC工作在Buck状态,用20V的直流电压源代替恒定的直流母线输入电压,阻性负载代替负载电池,得到了纹波系数为0.07%的14V的输出电压;当电池恒压放电时,双向DC/DC工作在Boost状态,用10V的直流电压源代替输入侧缓慢变化的电池电压,得到了纹波系数为0.1%的23V输出电压,验证了该方法的可行性。